Más allá de las estrellas

Dedicado a Ainara Pérez Morón por sugerirme que escribiera sobre este apasionante tema.

Viajar por el espacio ha sido, históricamente, uno de los mayores sueños de la humanidad. Esta fascinación por alcanzar lo inalcanzable, por descubrir qué es lo que se esconde más allá de las estrellas y los planetas ya observados en la antigüedad, se refleja en el sinfín de ficción que ha sido generada a lo largo del tiempo con esta temática.

Asimismo, desde los tiempos en los que el filósofo griego Plutarco (siglo I) concibió un viaje a la luna en su relato De Facie in Orbe Lunae hasta las más modernas producciones cinematográficas en las que aparecen todo tipo de naves espaciales con diferentes sistemas de propulsión, los fundamentos científicos utilizados por los autores para dar verosimilitud a sus viajes interespaciales han venido siendo cada vez más precisos.

La mayoría de estos autores, en su intento por dotar de credibilidad a sus ficticios viajes, exprimen al máximo las posibilidades contempladas por las teorías físicas como la relatividad general, apostando por naves que alcanzan velocidades cercanas o incluso superiores a la de la luz. Veamos por qué. 

Apolo 11 despegando

Como todos sabemos, el 20 de julio de 1969 el Apolo 11 completó con éxito el primer alunizaje tripulado de la historia, lo que para muchos supuso el mayor hito científico jamás logrado. Fue entonces cuando el comandante Neil Armstrong, primer ser humano en pisar la superficie lunar, pronunció su más que famosa frase “un pequeño paso para un hombre, un gran salto para la humanidad”, y vaya si lo fue.

Sin embargo, aunque la nave alcanzó su objetivo y lo hizo en un plazo de tiempo considerablemente corto, lo cierto es que siendo realistas el sistema de propulsión con el que contó (combustión de queroseno básicamente) no resultaría viable de cara a futuras expediciones espaciales con destinos más lejanos.

El cohete despegó el 16 de julio y tardó cuatro días en alcanzar la superficie del satélite. Después de casi un día de actividad, el Apolo 11 puso rumbo a la Tierra y finalmente aterrizó el 24 de julio, por lo que la misión duró 8 días en total. Pero la distancia entre nuestro planeta y la Luna es de unos 384.400 km, mientras que la distancia que separa la Tierra del planeta más cercano, Venus, es de aproximadamente 42 millones de km, unas ciento diez veces mayor.

Esto significa que, en las mismas condiciones y si todo fuera bien, un viaje a Venus de ida y vuelta rondaría los 500 días, es decir, cosa de un año y medio. Aun así sería plausible en cuanto a duración pero, ¿duraría un combustible de tipo químico como el queroseno  durante más de un año?  No a menos que el depósito fuera excesivamente grande, por lo que la longitud capaz de recorrer nuestra nave pasaría a estar estrechamente limitada por el tamaño de esta.

Eso si el destino fuera Venus, claro. Por ejemplo, si quisiéramos viajar hasta Neptuno tendríamos que recorrer nada menos que 4.500.000.000 km y, para llegar a la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea, Andrómeda, se estima que unos 2,56 millones de años luz (2.36 *10¹⁹ km)². Es por ello que este tipo de tecnología quedaría descartada para viajes espaciales más allá de los planetas más cercanos.

Por lo tanto, para viajar a nuestro antojo por el espacio tendríamos que recurrir a nuevas tecnologías y desarrollar fuentes de energía mucho más duraderas y eficientes que el resto de combustibles utilizados hasta ahora en las misiones espaciales. Como ya he dicho, la ciencia-ficción nos aporta numerosas ideas, algunas disparatadas, otras no tanto. Y no olvidemos que no sería la primera vez que se escribe sobre algo mucho tiempo antes de que sea inventado.

Una alternativa evidente y plausible podría ser la utilización de la propulsión atómica, es decir, la fisión nuclear como fuerza impulsora de una hipotética nave. El funcionamiento sería similar al que se produce en cualquier central nuclear y se estima que una nave diseñada con esta tecnología podría realizar viajes de más de diez años y una velocidad mucho mayor que la lograda hasta ahora. Sin embargo este sistema, aunque sería muy útil para desplazarse entre planetas cercanos de nuevo quedaría limitado al entorno de nuestra galaxia.

Lógicamente y  como contrapartida también se contempla la posibilidad de utilizar la fusión nuclear. Esta consiste en la unión de dos elementos ligeros para formar uno pesado, con la consecuente liberación de una gran cantidad de energía, que podría llegar a ser unos diez millones de veces superior a la de un cohete químico dada la misma masa de combustible. No obstante la fusión nuclear sigue siendo un objetivo pendiente de la ciencia actual, que aún no ha sido capaz de recrearla de forma controlada, mientras que en las estrellas tiene lugar continuamente.

Una de mis alternativas favoritas (aunque una de las menos probables) es la de los agujeros de gusano. Este término hace referencia a la existencia de un puente entre dos puntos del espacio (y del tiempo) a través del cual se puede llegar de un extremo al otro en menos tiempo y recorriendo una distancia menor de la aparente. 

Representación de un agujero de gusano

Este fenómeno es más fácil de entender si imaginamos que todo nuestro universo se dispusiera sobre la superficie de un globo lleno de aire, es decir, sobre la goma externa. Los agujeros de gusano unirían dos puntos de la superficie del globo a través del interior, donde se encuentra el aire. De esta forma se podría viajar de un punto a otro en línea recta, en lugar de recorrer la distancia curva que los separa en la superficie.

Pese a sus grandes ventajas, todavía no se ha demostrado científicamente la existencia de estos atajos espacio-temporales, aunque su existencia ha sido deducida mediante fórmulas matemáticas a partir de la teoría de la relatividad general. 

Por último una opción que me parece muy interesante es la de las llamadas velas solares. Este tipo de naves utilizarían fuentes de energía ajenas a ellas, es decir, energía lumínica procedente del sol o de otras estrellas (del mismo modo que las placas solares) o bien de ondas electromagnéticas. Pese a que la velocidad de dichas naves no igualaría a la de algunos de los sistemas de propulsión que he mencionado éstas presentarían la gran ventaja de obtener energía prácticamente ilimitada.

Otros mecanismos de propulsión utilizados en la ciencia ficción se basan en  la utilización de antimateria, explosiones nucleares o incluso en distorsionar el propio universo (propulsión warp).

En cualquier caso, lo cierto es que llegará un momento en el que viajar por el espacio deje de ser cuestión de cumplir un sueño para convertirse en una verdadera necesidad.  Dentro de algunos billones de años nuestro sol se convertirá en una gigante roja, su tamaño será mucho mayor que el actual y la energía que desprenda hará imposible la supervivencia de la vida en nuestro planeta. Así que más nos vale lanzarnos al espacio en busca de nuevos mundos antes de que empiece a hacer calor, mucho calor.

¿Nos engaña el universo?

“Cuidado con el infinito, el primer tío que se atrevió a meterse con el infinito murió solo y en un manicomio”. Esas fueron las palabras de mi profesor de fundamentos matemáticos refiriéndose a Georg Cantor, matemático alemán nacido en 1845.

Cantor, que a día de hoy es considerado uno de los matemáticos más importantes de la historia, trabajó en la teoría de  conjuntos y desarrolló la teoría de los números transfinitos. Esto último hizo que fuera ridiculizado por sus contemporáneos (incluso por amigos y profesores) ya que se trataba de una teoría revolucionaria. Fueron estas críticas junto con algunos problemas personales lo que hizo que perdiera la cordura y llegara  a considerarse a sí mismo como un profeta elegido por Dios para comunicar la existencia del infinito. 

Afortunadamente, aunque la triste historia de Cantor es un ejemplo de lo que puede pasar por “meterse” con la idea del infinito, actualmente contamos con excelentes científicos que se atreven a desafiar a este complicado concepto. Concretamente, los astrofísicos  Jean-Pierre Luminet y Glenn D. Starkman y el matemático Jeffrey R. Weeks, en un artículo publicado en la revista Investigación y Ciencia (versión española de Scientific American), cuestionan la presunta infinitud del universo.

En dicho artículo se explica que, aunque a primera vista nos parezca que el cosmos tiene dimensiones infinitas, podríamos ser víctimas de una ilusión creada por la luz que rodea a todo el universo. Este fenómeno es más fácil de entender con el ejemplo de la “caja de infinito”. Imaginaos que introducimos tres bolas en una caja cuyas paredes están tapizadas por espejos, de forma que éstos producirían infinitas imágenes de dichas bolas en todas las dimensiones del espacio. Del mismo modo, la luz haría el papel de los espejos, mientras que las bolas se corresponderían con el conjunto de todas las galaxias que componen el universo, de forma que nosotros, desde nuestra ubicación, observaríamos un universo aparentemente infinito cuando en realidad lo que vemos no son más que copias de todas las galaxias, incluida la nuestra.

Según estas explicaciones, observaciones  astronómicas podrían acabar descubriendo versiones de la Tierra de épocas anteriores. Imaginad poder asistir a acontecimientos históricos como si de una película se tratase. Por increíble que parezca podría ser posible.

Sin embargo, la idea de un universo finito con una dimensión definida y cuantificable presenta un gran inconveniente ya que, si tiene fin, necesariamente ha de tener un límite. Y si tiene un límite debe haber algo al otro lado y, lo que hay al otro lado, ¿no sería también parte del universo e implicaría su infinitud?

 Ante este problema, en el artículo se plantean diversas teorías que se basan en posibles estructuras que podría adoptar el universo y que permitirían que fuese finito y, además, no tuviera límite. Estas complejas estructuras corresponderían a un universo plegado sobre sí mismo y cuyos límites se unirían, de forma que si alguien alcanzase uno de los  límites automáticamente aparecería en el límite opuesto. Sería algo similar a lo que sucedía en el famoso juego del Comecocos, en el cual se podía escapar de los fantasmas a través de un pasillo que comunicaba con el otro extremo de la pantalla.

Lo curioso de esto es que si el universo resultara ser finito probablemente algún día llegaremos a calcular sus dimensiones pero, si fuese infinito, nunca encontraríamos pruebas concluyentes de ello y por lo tanto nunca llegaríamos a saber la verdad de su naturaleza.

En cualquier caso, la realidad es que el  concepto de infinito es tan sumamente complejo que quizá lo mejor sería no meterse con él, como diría mi profesor, y dejárselo a expertos como los que he nombrado antes, quienes  nos demuestran con sus investigaciones que están preparados para ello.